Exercice chimie :
L’aspirine, médicament le plus consommé au
monde, peut se présenter sous de multiples formes
(comprimés simples ou effervescents, poudre
soluble, etc...), chacune renfermant de l'acide
acétylsalicylique, principe actif. Par la suite, cet
acide est noté AH et sa base conjuguée, l'ion
acétylsalicylate, A–.
Le but de cet exercice est d'étudier le
comportement de la molécule AH en solution
aqueuse. La réaction entre la molécule AH et l'eau
modélise la transformation étudiée. Dans les
parties I et II, il s'agit de calculer l'avancement final
de cette réaction par deux techniques différentes
dont la précision sera discutée dans la partie III.
Données :
– Conductivités molaires ioniques à 25°C :
Les espèces chimiques
H3O+ HO – A –
(mS.m2.mol-1) 35,0 19,9 3,6
– Masse molaire de AH : M = 180 g.mol–1
Par dissolution d'une masse m d'acide
acétylsalicylique pur, on prépare un volume
V=500mL d'une solution aqueuse d'acide
acétylsalicylique, notée S, de concentration molaire
en soluté apporté : cs =5,55×10–3mol.L–1.
Partie I : étude de la transformation chimique
par une mesure de pH
À 25°C, la mesure du pH de la solution S à
l'équilibre indique pH = 2,9.
1. Dresser le tableau d
’
avancement de la réaction
entre l'acide acétylsalicylique et l'eau.
2. Montrer que l'avancement final de la réaction
s’écrit : xfin,1 = 10–pH.V.
3. Déterminer le taux d'avancement final τ1
de cette
réaction. Conclure.
Partie II : étude de la transformation par
conductimétrie
À 25°C, la mesure la conductivité σ de la
solution S à l’équilibre indique σ = 44 mS.m–1.
1. Montrer que l'avancement final de la réaction
s’écrit : xfin,2 =
3
S
V
ll
+.
2. En déduire la valeur de x
fin,2. (Attention aux
unités).
3. Déterminer le taux d'avancement final τ2 de la
réaction.
4. Montrer que l
’
expression de la constante
d’équilibre associée à l’équation de réaction étudiée
s’écrit :
2
2
2
1
t
t
=-. Calculer sa valeur.
Partie III : précision des deux techniques
utilisées : pH–métrie et conductimétrie
Le pH–mètre utilisé donne une valeur de pH précise
à 0,1 unité de pH près, et le conductimètre donne
une valeur de conductivité précise à 1 mS.m–1 près.
1. À l'aide des expressions établies précédemment,
déterminer, pour chaque technique, l'encadrement
de la valeur de l'avancement final.
2. Conclure sur la précision des deux techniques.
Exercice.1 :
Partie A : Une potion radioactive
Au début du XXème siècle, le
Radithor
, sorte de « potion magique »,
était censé soigner plus d'une centaine
de maladies.
Un cancérologue américain a
trouvé chez un antiquaire plusieurs
bouteilles de Radithor. Bien que vidées
depuis 10 ans de leur contenu, les
bouteilles se sont avérées être encore dangereusement
radioactives. Chacune avait vraisemblablement
contenu environ un microcurie* de radium 226 et
de radium 228.
* 1 microcurie correspond à 3,7 x 104 Bq.
Données :
226
228
228
222
4
Noyau
226
88
228
88
228
89
222
86
4
2
Symbole
225,9770
221,9703
4,0015
en u
Unité de masse atomique :
=
Constante d'Avogadro :
A
N
=
Masse molaire du 226
88
:
226.
=
1. Les noyaux de radium 228
88
et de radium 226
88
sont des isotopes. Expliquer.
2. Le radium 228 se désintègre pour donner
l'isotope 228 de l'actinium Ac et une particule notée
X : 228228
8889
A
Z
®+
Compléter l'équation de désintégration en citant les
lois utilisées puis identifier X. De quel type de
radioactivité s'agit–il ?
3. Dans la suite de l'exercice, on néglige la présence
du radium 228 dans le Radithor. On suppose que
l'activité radioactive du flacon est uniquement due à
la présence de l'isotope 226 du radium. Celui–ci se
désintègre spontanément selon l'équation suivante :
2262224
88862
®+
3.1. Rappeler la définition de la demi–vie t
1/2 d'un
échantillon radioactif.
3.2 Déterminer sur la courbe donnant l'évolution de
l'activité de l'échantillon en fonction du temps
représentée dans le document 1 la demi–vie du
radium 226.
sera compté faux ‹
¼
÷
3
”
ÿz{
‚
O
N.B: Tout résultat donné sans unité Devoir surveillé N° 2
15/12/2017 Page 1/2
Partie IV : influence de la dilution.
Que peut-on dire de l
’
évolution du taux
d’avancement final et de l’évolution de la constante
d’équilibre si l’on dilue la solution (S).
(7,25 pts)
0,5
0,75
1,25
(6 pts)